„Spersonalizowany, wydrukowany przy pomocy drukarki 3DGence ONE model lewej komory serca został wykonany w celu przeprowadzenia symulacji implantacji sztucznej protezy zastawki serca”

Fundacja Rozwoju Kardiochirurgii im. Prof. Zbigniewa Religi w Zabrzu została ustanowiona w 1991 r. w celu wprowadzania do praktyki klinicznej najnowszych metod i technik ratowania ludzkiego życia, w sytuacji gdy zagrożone jest serce; wspierania kardiochirurgii i dziedzin pokrewnych oraz wspierania działalności w zakresie ochrony i promocji zdrowia.

Działalność Fundacji skupia się przede wszystkim na prowadzeniu i finansowaniu badań naukowych i prac innowacyjno-wdrożeniowych związanych z leczeniem chorób serca, a zwłaszcza w dziedzinie nauk medycznych, farmaceutycznych, biologicznych, matematyczno-fizycznych, chemicznych i technicznych oraz prowadzeniu działalności w zakresie transferu technologii.  W swoich projektach badawczo-rozwojowych również wykorzystuje drukarkę 3DGence ONE, dzięki której prototypowanie, opracowywanie oraz wspomaganie nowych metod leczenia pozwala zaoszczędzić czas oraz pieniądze.

religa1

Etapy tworzenia spersonalizowanego modelu 3D w celu symulacji procedury przezcewnikowej implantacji zastawki mitralnej; a) odtworzenie geometrii lewej komory serca na podstawie segmentacji danych CT, b) model numeryczny LV, c) wydruk formy LV oraz zwapnienia, odlany, d) silikonowy model LV, e) model LV z protezą zastawki mitralnej (foto; Mariusz Jakubowski FRK)

Opis projektu:

Spersonalizowany (odwzorowany na podstawie danych obrazowych pacjenta) model lewej komory serca wykonany w celu przeprowadzenia symulacji zabiegu implantacji  sztucznej protezy zastawki serca w ujście mitralne  metodą przezcewnikową (TAVI) u chorej wysokiego ryzyka operacyjnego. Płatki zastawki do tego typu zabiegu zawieszone są na metalowej siatce, rozprężanej specjalnym balonem. Zastawka wprowadzana jest poprzez koniuszek serca za pomocą cewnika i następnie jest rozprężana w uszkodzonej zastawce bez jej usuwania.

Złożony elastyczny model 3D lewej komory serca zastosowany podczas symulacji procedury wszczepienia zastawki zawiera zarówno  masywne obszary zwapnienia w ujściu mitralnym oraz wszczepioną już wcześniej protezę mechaniczną zastawki aortalnej.

Założenia projektowe:

Model został odlany z elastycznego silikonu o właściwościach mechanicznych zbliżonych do właściwości mechanicznych serca. Formę wydrukowano na drukarce 3DGence ONE z PLA. Na drukarce 3D również wydrukowano zwapnienie z materiału poliuretanowego, który został pokryty metalizowaną farbą w celu lepszego uwidocznienia symulowanych zwapnień oraz zorientowania modelu na obrazie rentgenowskim.

Czas wytworzenia modelu:

·         segmentacja obrazów uzyskanych z CT i opracowanie modelu 3D – 7 dni,

·         wydruk elementów formy – 2 dni,

·         odlanie modelu – 1 dzień,

·         wykończenie modelu – 3 dni.

forma

Korzyści wynikające z wykorzystania technologii druku 3D

W kardiochirurgii, wykonanie spersonalizowanych drukowanych modeli 3D odgrywa obecnie istotną rolę w okołooperacyjnym planowaniu operacji oraz symulacji chirurgicznych dla pacjentów o unikalnej anatomii. Wydruk modeli za pomocą drukarki 3D jest obecnie najtańszą i najszybszą metodą tworzenia modeli wspomagających leczenie chorób układu krążenia. Modele 3D znalazły szerokie zastosowanie zarówno w leczeniu wrodzonych oraz nabytych wad serca u osób starszych u których ryzyko wykonania operacji jest bardzo duże jak i opracowywaniu oraz wspomaganiu nowych metod leczenia.

Dzięki systemowi szybkiej wymiany głowicy zastosowanemu w drukarce 3DGence ONE, zmieniono głowicę na głowicę o średnicy dyszy 0,3 mm, a elementy formy zostały wydrukowane z dokładnością do 0.1 mm.